CN101312895A - 搬运装置和蜂窝结构体的制造方法 - Google Patents

搬运装置和蜂窝结构体的制造方法 Download PDF

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角谷英司
田岛晃成
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Ibiden Co Ltd
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Abstract

本发明的目的在于提供一种搬运装置和蜂窝结构体的制造方法,所述搬运装置能临时保管湿润混合物。本发明的搬运装置的特征在于,所述搬运装置具有:储藏部,其用于临时保管湿润混合物;和搬运部,其具有搬运上述湿润混合物的输送机。

Description

搬运装置和蜂窝结构体的制造方法
技术领域
本发明涉及一种搬运装置和蜂窝结构体的制造方法。
背景技术
公共汽车、卡车等车辆和建设机械等的内燃机排出的废气中含有的黑烟等微粒给环境和人体带来危害近来成为问题。因此,作为捕捉废气中的微粒、净化废气的过滤器,现已提出了多种采用了由多孔陶瓷构成的蜂窝结构体的蜂窝过滤器。
图5是示意性表示这样一种陶瓷过滤器的立体图,图6(a)是示意性表示构成上述陶瓷过滤器的蜂窝烧制体的立体图,(b)是沿其A-A线的剖视图。
在陶瓷过滤器130中,多个如图6所示的蜂窝烧制体140通过密封材料层(粘接剂层)131集束起来而构成陶瓷块133,并且在该陶瓷块133的外围形成有密封材料层(涂层)132。
另外,如图6所示,蜂窝烧制体140在纵长方向上并列设有大量贯通孔141,将这些贯通孔141之间隔开的贯通孔壁143作为过滤器发挥作用。
即,如图6(b)所示,蜂窝烧制体140中形成的贯通孔141的废气入口侧或出口侧的任一端部用封口材料层142封孔,流入一个贯通孔141的废气必定在通过隔开贯通孔141的贯通孔壁143后,从其他贯通孔141排出,废气通过该贯通孔壁143时,微粒在贯通孔壁143部分被捕捉,从而将废气净化。
以往,在制造这样的陶瓷过滤器130时,例如,首先,将陶瓷粉末、粘合剂和分散剂液等混合,调制出湿润混合物。然后,将该湿润混合物通过模具连续进行挤压成形,并将挤压出的成形体切成预定的长度,从而制作出棱柱状的蜂窝成形体。
接着,利用微波干燥或热风干燥来使得到的蜂窝成形体干燥,然后,对预定的贯通孔实施封孔,在成为用封口材料层将贯通孔的任一个端部封闭的状态后,实施脱脂处理及烧制处理,从而制造出蜂窝烧制体。
然后,通过在蜂窝烧制体的侧面涂布密封材料糊状物,使蜂窝烧制体之间粘接起来,由此制作出许多蜂窝烧制体通过密封材料层(粘接剂层)集束起来的状态的蜂窝烧制体的集合体。接下来,使用切削机等来对得到的蜂窝烧制体的集合体实施切削加工使其成为圆柱、椭圆柱等预定形状,以形成陶瓷块,最后,通过在陶瓷块的外周涂布密封材料糊状物形成密封材料层(涂层),来结束陶瓷过滤器的制造。
在这样的制造方法中,调制好湿润混合物以后,需要通过搬运装置将该湿润混合物搬运到下一工序的挤压成形机中。
而且,作为搬运湿润混合物的搬运装置,例如有专利文献1、2中公开的搬运装置。
专利文献1:日本特开2002-255353号公报
专利文献2:日本特开平5-131432号公报
但是,以往的搬运装置仅以连续地供给原料混合物为目的,因此在通过搬运装置搬运原料混合物之后的工序因为某些故障而停止的情况下,原料的供给就必须停止,因而搬运装置本身也必须停止,而且,比搬运装置靠前的工序、即调制原料混合物的工序等也必须停止,随着一道工序的停止,必须将全部工序都停止,会导致工作效率降低。
另外,在湿润混合物向搬运装置的供给一度停止的情况下,在刚再次开始挤压成形机的工作之后,没有向成形机内供给充分的湿润混合物,在该情况下,挤压出的成形体会成为不合格品。
发明内容
本发明的发明人为解决上述技术问题进行了专心研究,发现了这样的搬运装置:即使搬运混合湿润物之后的工序发生故障,搬运混合湿润物之前的工序也不必停止作业,不会使成形机内的湿润混合物不足;并且还发现了采用这样的搬运装置的蜂窝结构体的制造方法。
即,本发明的搬运装置的特征在于,上述搬运装置具有:储藏部,其用于临时保管湿润混合物;和搬运部,其具有搬运上述湿润混合物的输送机。
优选的是:上述搬运装置还具有将上述湿润混合物分配给不同的搬运目的地的分配机构,优选的是:上述分配机构设在上述储藏部和/或搬运部处。
另外,优选的是:上述搬运部由壳体和配设在上述壳体内的带式输送机构成。
本发明的蜂窝结构体的制造方法是这样的蜂窝结构体的制造方法:在进行将含有湿式混合后的无机粉末的湿润混合物搬运至挤压成形工序中所使用的装置的搬运工序之后,通过挤压成形,来制作出大量贯通孔隔着贯通孔壁在纵长方向上并列设置的柱状的蜂窝成形体,并烧制上述蜂窝成形体,制造出由蜂窝烧制体构成的蜂窝结构体,其特征在于,
上述搬运工序中,使用搬运装置来将上述湿润混合物搬运至挤压成形机,上述搬运装置具有:储藏部,其用于临时保管上述湿润混合物;和搬运部,其具有搬运上述湿润混合物的输送机。
在上述蜂窝结构体的制造方法中,优选的是:上述搬运装置具有将上述湿润混合物分配到不同的挤压成形工序中所使用的装置的分配机构,优选的是:上述分配机构设在上述储藏部和/或上述搬运部处。
在上述蜂窝结构体的制造方法中,优选的是:构成上述搬运装置的上述搬运部由壳体和配设在该壳体内的带式输送机构成。
关于本发明的搬运装置,即使在上述搬运装置之后的工序中由于故障等导致作业停止、而不能连续地供给湿润混合物,由于上述搬运装置具有能临时保管湿润混合物的储藏部,因此能使上述搬运装置之前的工序(调制上述湿润混合物的工序等)继续工作而不必停止,所以能防止工作效率的降低。
另外,由于具有上述储藏部,因此始终能够向后续工序搬运必要量的湿润混合物,在成形机一度停止后再次工作时,能够马上向后续工序供给所希望形状的成形体。
在本发明的蜂窝结构体的制造方法中,即使搬运湿润混合物工序之后的工序由于故障等而停止,作为搬运装置,由于使用了具有能临时保管湿润混合物的储藏部的搬运装置,因此,通过上述搬运装置能够使之前的工序(调制上述湿润混合物的工序等)继续工作而不必停止,所以能防止工作效率的降低。
另外,上述搬运装置由于具有储藏部,因而能始终向下一道工序的挤压成形机内搬运必要量的湿润混合物,在挤压成形机一度停止后再次工作时,能够马上提供所希望形状的成形体。
附图说明
图1是示意性表示本发明的搬运装置的一个示例的剖视图。
图2(a)是示意性表示本发明的搬运装置的另一示例的剖视图、(b)是构成(a)所示的搬运装置的储藏部的仰视图。
图3是示意性表示本发明的搬运装置的另一示例的剖视图。
图4-1(a)是示意性表示构成本发明的搬运装置的输送机的另一示例的俯视图,(b)是(a)的剖视图。
图4-2(a)是示意性表示构成本发明的搬运装置的输送机的另一示例的俯视图,(b)是(a)的剖视图。
图5是示意性表示陶瓷过滤器的一个示例的立体图。
图6(a)是构成上述陶瓷过滤器的蜂窝烧制体的立体图,(b)是其沿A-A线的剖视图。
标号说明
30、40、50:搬运装置;31A、31B、41、51:储藏部;32、42、52:搬运部;33、43、53:壳体;34、44:供给口;35、45、55a、55b:带式输送机;47a、47b、57a、57b:开闭板。
具体实施方式
首先,对本发明的搬运装置进行说明。
本发明的搬运装置的特征在于,上述搬运装置具有:储藏部,其用于临时保管湿润混合物;和搬运部,其具有搬运上述湿润混合物的输送机。
图1是示意性表示本发明的搬运装置的一个示例的剖视图。
该搬运装置30由储藏部31A、31B和搬运湿润混合物的搬运部32构成,储藏部31A、31B用于临时保管湿润混合物;搬运部32由具有用于放入湿润混合物的供给口34的壳体33、和带式输送机35构成。
在搬运装置30中,在湿式混合机(未作图示)内调制好的湿润混合物从供给口34放入到搬运部32内时,即堆积在构成搬运部32的带式输送机35上。
带式输送机35由输送带35a和辊子36a、36b构成,将堆积在带式输送机35上的湿润混合物(未作图示)连续地或断续地搬运向储藏部31A,并放入到储藏部31A内。
储藏部31A在其底面具有能开闭的排出口,在该储藏部31A中,能临时保管固定量的湿润混合物,并且能够控制成每单位时间为固定量地将湿润混合物从排出口放入下一道工序、例如用挤压成形机制作成形体的工序。
另外,在搬运装置30中,通过使辊子36a、36b的旋转方向反转,下次又能将输送带35上堆积的湿润混合物连续地或断续地搬运向储藏部31B,并放入到储藏部31B内。
和储藏部31A一样,储藏部31B也在其底面具有能开闭的排出口,其能够临时保管固定量的湿润混合物,并且能够在控制成每单位时间为固定量地将湿润混合物放入下一道工序。
因此,搬运装置30的搬运部就具有了分配机构。
再者,在从该搬运装置30分向两台挤压成形机供给湿润混合物时,分配量能通过调整带式输送机的速度、正转和反转各自的驱动时间等来选择。另外,向哪个储藏部搬运多少量的湿润混合物只要适当选择即可。
这样,在搬运装置30中,储藏部31A、31B能够起到缓冲的作用,因此,在处于搬运装置30之前的工序中的湿式混合机(未作图示)中,持续进行混合并连续地向搬运装置30放入湿润混合物,即使在下一工序以后的工序的运转停止了的情况下,只要是在短时间内,就能够维持该状态。
另外,反之在湿式混合机的混合停止,搬运装置30中没有放入湿润混合物,而却必须向下一工序供给湿润混合物的情况下,也能够向挤压成形机连续地提供湿润混合物。
另外,在搬运装置30中,在储藏部31A、31B内能临时保管湿润混合物。
另外,搬运装置30构成为:其中设有壳体33,该壳体33以将带式输送机35周围整个罩住的方式具有盖,能使包括储藏部31A、31B内部在内呈密封状态。通过这样的构成,能够在将湿润混合物的含水量保持为固定状态的同时进行搬运和保管。
再者,在本发明的搬运装置中,上述搬运部不固定要具有壳体,但出于保持湿润混合物的品质的观点,优选具有壳体,特别是出于能取得上述效果的观点出发,优选具有带有盖的壳体。
因而,如图1所示,上述搬运部优选由壳体和配设在该壳体内的带式输送机构成。
再者,在本发明的搬运装置中,具有盖的壳体,在箱状部件上设有盖的壳体自不必说,还包括预先成形为管状的壳体。
另外,在搬运装置30内,优选将湿润混合物的水分量控制成使得湿润混合物的水分变化量在1重量%以下,通过采用具有盖的壳体,能这样控制水分量。
这是因为,湿润混合物的水分变化量越小,后续工序中产生不合格品的概率就越小。
图1所示搬运装置30是具有分配机构的搬运装置,该分配机构设置在搬运部处。
但是,本发明的搬运装置的结构不仅仅限定于这种结构,例如也可以具有下述结构。
图2(a)是示意性表示本发明的搬运装置的另一示例的剖视图,(b)是构成(a)所示搬运装置的储藏部的仰视图。
图2所示的搬运装置40是具有分配机构的搬运装置,但和图1所示的搬运装置30不同,在该搬运装置40中,分配机构设置在储藏部41处。
即,搬运装置40由用于临时保管湿润混合物的储藏部41、和搬运湿润混合物的搬运部42构成,该搬运部42由具有用于放入湿润混合物的供给口44的壳体43和带式输送机45构成。
并且,在湿式混合机(未作图示)内调制好的湿润混合物从供给口44放入到搬运部42内时,即堆积在构成搬运部42的带式输送机45上。带式输送机45由输送带45a和辊子46a、46b构成,将堆积在带式输送机45上的湿润混合物连续地或断续地搬运向储藏部41,并放入到储藏部41内。储藏部41能临时保管固定量的湿润混合物,并且能够控制成每单位时间为固定量地将湿润混合物放入下一道工序。
储藏部41具有能左右滑动的开闭板47b,该开闭板47b通过形成锁闭状态(图2的状态),能将储藏部41的内部空间上下分隔开。
而且,通过储藏部41的开闭板47b分隔开的下侧部分在其底面具有两处的排出口41a、41b,并具有用于使湿润混合物仅从任一个排出口排出的分配机构。
即,在排出口41a侧与排出口41b侧的分支部分,可旋转地安装有轴部件47c,而且在该轴部件47c上固定有板状的切换板47a的一边,切换板47a构成为能随着轴部件47c的旋转而进行预定角度的移动。
在这样的储藏部41中,当开闭板47b锁闭时,能将由搬运部42搬运来的湿润混合物储藏在储藏部41内。
当拉出开闭板47b使其呈开放状态时,能将湿润混合物通过排出口搬运至下一工序。在此,通过使切换板47a配置在堵塞排出口41a侧的位置(参照图2),能够将开闭板47b上储藏的湿润混合物从排出口41b搬运至下一工序。此外,在移动切换板47a的位置,使其配置在堵塞排出口41b侧的位置时,能够将所储藏的湿润混合物从排出口41a搬运至下一工序。
于是,在该储藏部41中,通过关闭开闭板能临时保管湿润混合物,通过利用切换板来选择开放(或堵塞)哪一个排出口,能够分配湿润混合物并搬运至下一工序。
再者,在储藏部41中,也可以将切换板47a配设在不堵塞任何排出口的位置,将湿润混合物从排出口41a、41b两者同时搬运至下一工序。
另外,在排出口41a、41b的正下方,例如配设有下一工序中使用的挤压成形机的放入口。
图3是示意性表示本发明的搬运装置的另一示例的剖视图。
图3所示搬运装置50是具有搬运部和储藏部的搬运装置,但和图1所示的搬运装置30的不同之处在于,该搬运装置50中,在湿润混合物的搬运路径上,储藏部设置在搬运部的上游侧。
即,搬运装置50由用于临时保管湿润混合物的储藏部51、和搬运湿润混合物的搬运部52构成,该搬运部52由壳体53和带式输送机55A、55B构成,设置在壳体53的上表面的、用于向壳体53内放入湿润混合物的放入口,与设在储藏部51下表面的排出口51a、51b是连通的。
储藏部51具有能左右滑动的开闭板57b,该开闭板57b通过形成锁闭状态(图3的状态),能将储藏部51的内部空间上下分隔开。
并且,通过储藏部51的开闭板57b而分隔开的下侧部分,在其底面具有两处排出口51a、51b,并且具有用于使湿润混合物仅从任一个排出口排出的分配机构。
即,在排出口51a侧与排出口51b侧的分支部分,可旋转地安装有轴部件57c,而且,在该轴部件57c上固定有板状的切换板57a的一边,切换板57a构成为能随着轴部件57c的旋转而进行预定角度的移动。
另外,在壳体53内配设有带式输送机55A和带式输送机55B,带式输送机55A由输送带155a和辊子56a、56b构成,带式输送机55B由输送带155b和辊子56c、56d构成,各个带式输送机都构成为能向壳体53的端部侧搬运湿润混合物。
而且,在搬运装置50中,将在湿式混合机(未作图示)内调制好的湿润混合物放入到储藏部51内,根据需要,将湿润混合物储藏在开闭板57b上,之后将湿润混合物从打开的排出口放入到壳体53内,使其堆积在带式输送机上。即,当储藏部51的排出口51a打开时,湿润混合物就堆积在输送带155a上;当储藏部51的排出口51b打开时,湿润混合物就堆积在输送带155b上。
再者,在储藏部51内储藏湿润混合物的机构和将任一方的湿润混合物从排出口排出的机构,即、储藏部51具有的储藏机构和分配机构,与图2所示的储藏部41所具有的机构是相同的。
因此,搬运装置50中,能在搬运部的上游临时保管湿润混合物。
另外,搬运装置50中,储藏部51具有分配机构。
另外,各输送带155a、155b上堆积的湿润混合物,通过带式输送机向预定方向搬运后,通过设置在壳体53上的排出口53a、53b放入到下一工序。
这样,本发明的搬运装置也可以在搬运部的上游侧具有储藏部。
另外,至此,在以图1~3为参考说明过的搬运装置中,是储藏部设置在搬运部的上游侧或下游侧中的任一方的搬运装置,但是,本发明的搬运装置只要使搬运部和储藏部各至少设置有一个即可,例如,也可以在搬运部的上游侧和下游侧两侧都设置储藏部。
另外,图1~3的搬运装置是储藏部和搬运部中的任一方设有分配机构,但在本发明的搬运装置中,也可以使储藏部和搬运部两者都具有分配机构。
另外,本发明的搬运装置在具有分配机构的情况下,其分配目的地并不限定于两处,也可以是三处以上。
另外,图1~3所示的搬运装置设有使用了平板带的带式输送机来作为输送机,但本发明的搬运装置所具有的输送机并不限定于此,例如,也可以是如图4-1、2所示那样的输送机。
图4-1、2各自的(a)是示意性表示构成本发明的搬运装置的输送机的另一示例的俯视图,(b)是(a)的剖视图。
图4-1(a)、(b)所示的输送机65具有带横档的输送带65a和辊子66a、66b,在带横档的输送带65a上与带的行进方向大致垂直地设置有板状突起物65b。再者,由输送机65构成的搬运部,虽未作图示,但当然也可以具有壳体。
另外,4-2(a)、(b)所示的输送机75为带斗的链式输送机,其具有带斗的链条75a和辊子76a、76b,在带斗的链条75a上,在链条的表面,以预定的间隔固定有用于保持湿润混合物的斗75b。再者,由输送机75构成的搬运部,虽未作图示,但当然也可以具有壳体。
像这样图4-1、2所示的输送机也能良好地应用于构成本发明的搬运装置的搬运部。
上述输送带的材质没有特别的限定,例如可以列举橡胶、聚氨酯、氯乙烯以及氟树脂、硅树脂等树脂等。
另外,本发明的搬运装置中,作为构成搬运部的输送机,除了带式输送机外,例如还可以采用链式输送机、托盘输送机、吊运式输送机、连续流输送机、刮板输送机、盘式输送机、传动螺杆和螺旋输送机等。
下面,对本发明的蜂窝结构体的制造方法进行说明。
本发明的蜂窝结构体的制造方法是这样的蜂窝结构体的制造方法:在进行将含有湿式混合后的无机粉末的湿润混合物搬运至挤压成形工序的搬运工序之后,通过挤压成形,来制作出大量贯通孔隔着贯通孔壁在纵长方向上并列设置的柱状的蜂窝成形体,并烧制上述蜂窝成形体,制造出由蜂窝烧制体构成的蜂窝结构体,其特征在于,
上述搬运工序中,使用搬运装置来将上述湿润混合物搬运至挤压成形机,上述搬运装置具有:储藏部,其用于临时保管上述湿润混合物;和搬运部,其搬运上述湿润混合物。
下面,按照工序顺序对本发明的蜂窝结构体的制造方法进行说明。
在此,以制造构成材料的主要成分为碳化硅的蜂窝结构体的情况为例,对使用碳化硅粉末作为无机粉末的情况下的蜂窝结构体的制造方法进行说明。
当然,蜂窝结构体的构成材料的主要成分并不限定于碳化硅,除此以外,例如还可以是:氮化铝、氮化硅、氮化硼、氮化钛等氮化物陶瓷;碳化锆、碳化钛、碳化钽、碳化钨等碳化物陶瓷;氧化铝、氧化锆、堇青石、莫来石、钛酸铝等氧化物陶瓷等。
其中,优选非氧化物陶瓷,特别优选碳化硅。这是因为,耐热性、机械强度、热传导率等优良。再有,还可举出在上述陶瓷中配合了金属硅的含硅陶瓷;通过硅和硅酸盐化合物结合而成的陶瓷等来作为构成材料,其中,优选在碳化硅中配合了金属硅的物质(含硅碳化硅)。
首先,将平均粒径粒子直径不同的碳化硅粉末等无机粉末和有机粘合剂干式混合调制出混合粉末,并且将液状的增塑剂、润滑剂和水混合,调制出混合液体,接着,通过将上述混合粉末和上述混合液体使用湿式混合机混合,来调制出制造成形体用的湿润混合物。
上述碳化硅粉末的粒子直径没有特别限定,但优选在后面的烧制工序中收缩小的粉末,例如,优选将100重量份的具有大约0.3~50μm的平均粒子直径的粉末、和5~65重量份的具有大约0.1~1.0μm的平均粒子直径的粉末组合而成的粉末。
虽然为了调节蜂窝烧制体的气孔直径等,需要调节烧制温度,但通过调节无机粉末的粒子直径,也可调节气孔直径。
作为上述有机粘合剂,并没有特别限定,例如可举出甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯乙二醇、酚醛树脂、环氧树脂等。其中,优选甲基纤维素。
上述粘合剂的配合量通常优选的是:相对于100重量份的无机粉末,为大约1~10重量份。
作为上述增塑剂,没有特别限定,例如可举出甘油等。
此外,作为上述润滑剂,没有特别限定,例如可举出聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚等聚氧亚烷基系化合物等。
作为润滑剂的具体示例,例如可举出聚氧乙烯单丁基醚、聚氧丙烯单丁基醚等。
再有,根据情况,混合原料粉末中可不含增塑剂、润滑剂。
此外,在调制上述湿润混合物时,也可使用分散剂液,作为上述分散剂液,例如可举出水、苯等有机溶剂、甲醇等醇等。
另外,在上述湿润混合物中,也可以添加成形辅助剂。
作为上述成形辅助剂,并没有特别限定,例如可以列举出乙二醇、糊精、脂肪酸、脂肪酸皂、多元醇等。
另外,在上述湿润混合物中,根据需要,也可以添加以氧化物系陶瓷为成分的为微小中空球体的空心球、球状丙烯酸粒子、石墨等造孔剂。
作为上述空心球,并没有特别限定,例如可以列举出氧化铝空心球、玻璃微空心球、白砂(シラス)空心球、烟灰(フライアツシユ)空心球(FA空心球)、莫来石空心球等。其中,优选是氧化铝空心球。
此外,这里调制的使用碳化硅粉末的湿润混合物优选其温度在28℃以下。这是因为,在温度过高时,有机粘合剂有时会凝胶化。
此外,上述湿润混合物中的有机成分的比例优选为10重量%以下,水分的含有量优选为8.0~20.0重量%以下。
上述湿润混合物在调制后被搬运并放入到成形机中。
在本发明的蜂窝结构体的制造方法中,此处湿润混合物的搬运采用了搬运装置,该搬运装置具有用于临时保管上述湿润混合物的储藏部、和搬运上述湿润混合物的搬运部。
具体地说,可以采用已经说明过的本发明的搬运装置。
在本发明的蜂窝结构体的制造方法中,由于采用了上述搬运装置,因此当然能够将调制好的湿润混合物搬运到下一工序的挤压成形机,除此之外,即使在后述下一工序以后的工序发生故障而导致生产线停止,由于能将湿润混合物临时保管在储藏部中,因此调制湿润混合物以前的工序能够工作而不必停止。
再者,在此使用的本发明的搬运装置,优选能在储藏部中保管挤压成形机成形能力的1.5~3倍(按重量换算)的湿润混合物。
另外,本发明的制造方法中,在搬运调制好的湿润混合物时,优选将上述湿润混合物在上述储藏部中保管固定时间。这是因为在后面的挤压成形工序中提高了湿润混合物的成形性。
该理由虽然不是很明确,但认为是由于上述湿润混合物被冷藏熟化,在该冷藏熟化时,有机粘合剂膨润,提高了无机粒子(碳化硅粒子)的润滑性。
在将上述湿润混合物保管固定时间的情况下,对其保管时间没有作特别限定,但是理想下限是1小时,更理想的下限是4小时,而理想上限是10小时,更理想的上限是8小时。
这是因为,若保管时间不足1小时,则湿润混合物的成形性几乎不会提高,而保管时间若超过10小时,则湿润混合物会部分变干燥,反而降低了成形性。
再者,在湿润混合物的成形性提高了的情况下,能减小挤压成形时的成形压力,通过减小成形压力,能降低成形不合格的发生率,而且能延长构成挤压成形机的耗材(模具等)的寿命。
用上述搬运装置搬运的湿润混合物在放入挤压成形机中以后,通过挤压成形,而做成大量贯通孔隔着贯通孔壁在纵长方向上并列设置而成的柱状的蜂窝成形体。
接着,使用微波干燥机、热风干燥机、电介质干燥机、减压干燥机、真空干燥机、冷冻干燥机等来干燥上述蜂窝成形体。
接着,根据需要,在入口侧贯通孔组的出口侧的端部及出口侧贯通孔组的入口侧的端部填充预定量的成为封闭材料的封闭材料糊状物,将贯通孔封孔。
作为上述封闭材料糊状物没有特别限定,但优选经过后续工序制造出的封闭材料的气孔率为30~75%的物质,例如,可以使用与上述湿润混合物相同的糊状物。
接下来,通过将填充有上述封闭材料糊状物的进行了干燥处理的蜂窝成形体,在预定的条件下进行脱脂(例如,200~500℃)、烧制(例如,1400~2300℃),能够制造出这样的蜂窝烧制体:多个贯通孔隔着贯通孔壁在纵长方向上并列设置,而且上述贯通孔的任一个端部被封闭。
上述蜂窝成形体的脱脂及烧制的条件可应用以往制造由多孔质陶瓷构成的过滤器时所使用的条件。
接着,在蜂窝烧制体的侧面以均匀的厚度涂布成为密封材料层的密封材料糊状物来形成密封材料糊状物层,在该密封材料糊状物层上,依次重复进行层叠其它蜂窝烧制体的工序,制作出预定大小的蜂窝烧制体的集合体。
作为上述密封材料糊状物,例如可举出由无机粘合剂、有机粘合剂、与无机纤维和/或无机粒子所构成的糊状物等。
作为上述无机粘合剂,例如可举出硅溶胶、氧化铝溶胶等。它们既可以单独使用,也可以将两种以上并用。在上述无机粘合剂中,优选是硅溶胶。
作为上述有机粘合剂,例如可举出聚乙烯醇、甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素等。它们既可以单独使用,也可以将两种以上并用。在上述有机粘合剂中,优选是羧甲基纤维素。
作为上述无机纤维,例如可举出硅酸铝、莫来石、氧化铝、二氧化硅等陶瓷纤维等。它们既可以单独使用,也可以将两种以上并用。在上述无机纤维中,优选是氧化铝纤维。
作为上述无机粒子,例如可举出碳化物、氮化物等,具体可举出由碳化硅、氮化硅、氮化硼构成的无机粉末等。这些无机粒子可单独使用,也可将两种以上并用。在上述无机粒子中,优选热传导性优良的碳化硅。
再有,在上述密封材料糊状物中,也可根据需要,添加以氧化物系陶瓷为成分的作为微小中空球体的空心球、球状丙烯酸粒子、石墨等造孔剂。
作为上述空心球,没有特别限定,例如可举出氧化铝空心球、玻璃微空心球、白砂空心球、烟灰空心球(FA空心球)、莫来石空心球等。它们之中,优选是氧化铝空心球。
接着,加热该蜂窝烧制体的集合体,使密封材料糊状物层干燥、固化,从而形成密封材料层(粘接剂层)。
然后,使用金刚石切割机等,对多个蜂窝烧制体通过密封材料层(粘接剂层)粘接在一起而成的蜂窝烧制体的集合体实施切削加工,制作出圆柱形状的陶瓷块。
然后,在蜂窝块的外周使用上述密封材料糊状物来形成涂层,由此能够制造出这样的蜂窝结构体:在多个蜂窝烧制体通过密封材料层(粘接剂层)粘接在一起而成的圆柱形状的陶瓷块的外周部上设置有密封材料层(涂层)。
然后,根据需要而在蜂窝结构体中负载催化剂。上述催化剂的负载也可以在制作集合体之前的蜂窝烧制体上进行。
在负载催化剂的情况下,优选在蜂窝结构体的表面形成比面积高的氧化铝膜,并在该氧化铝膜的表面上附加辅助催化剂及铂等催化剂。
作为在上述蜂窝结构体的表面上形成氧化铝膜的方法,例如可举出:使Al(NO3)3等含有铝的金属化合物的溶液浸渍到蜂窝结构体中并加热的方法;使含有氧化铝粉末的溶液浸渍到蜂窝结构体中并加热的方法等。
作为在上述氧化铝膜上附加辅助催化剂的方法,例如可举出使Ce(NO3)3等含有稀土类元素等的金属化合物的溶液浸渍到蜂窝结构体中并加热的方法等。
作为在上述氧化铝膜上附加辅助催化剂的方法,例如可举出使二亚硝基二氨铂硝酸溶液([Pt(NH3)2(NO2)2]HNO3、铂浓度为4.53重量%)等浸渍到蜂窝结构体中并加热的方法等。
此外,也可使用以下方法来附加催化剂:预先在氧化铝粒子中附加催化剂,并使含有附加了催化剂的氧化铝粉末的溶液浸渍到蜂窝结构体中并加热。
此外,这里说明的蜂窝结构体的制造方法是具有将多个蜂窝烧制体通过密封材料层(粘接剂层)集束起来而成的构成的蜂窝结构体(以下也称为集合型蜂窝结构体),但通过本发明的制造方法而制造出的蜂窝结构体也可以是圆柱形状的陶瓷块由一个蜂窝烧制体构成的蜂窝结构体(以下也称为一体型蜂窝结构体)。
在制造此类一体型蜂窝结构体的情况下,首先,除了通过挤压成形而成形的蜂窝成形体的大小与制造集合型蜂窝结构体的情况相比较大以外,使用与制造集合型蜂窝结构体的情况相同的方法来制作蜂窝成形体。
这里,由于搬运、储藏成形前的湿润混合物的方法等与制造上述集合型蜂窝结构体的方法相同,所以在这里省略其说明。
接着,与集合型蜂窝结构体的制造同样,使用微波干燥机、热风干燥机、电介质干燥机、减压干燥机、真空干燥机、冷冻干燥机等来干燥上述陶瓷成形体,形成陶瓷干燥体。接下来,在入口侧贯通孔组的出口侧的端部及出口侧贯通孔组的入口侧的端部填充预定量的成为封闭材料的封闭材料糊状物,将贯通孔封孔。
然后,与集合型蜂窝结构体的制造同样,通过进行脱脂、烧制来制造陶瓷块,根据需要,通过进行密封材料层(涂层)的形成,能够制造出一体型蜂窝结构体。此外,也可用上述方法在上述一体型蜂窝结构体中负载催化剂。
采用以上说明的本发明的蜂窝结构体的制造方法,可以高作业效率地制造出蜂窝结构体。
另外,在通过上述方法制造蜂窝结构体的情况下,可以在一条生产线上进行一连串的制造工序,但例如也可以作为搬运装置使用具有分配机构的搬运装置,在一条生产线上进行到放入湿润混合物为止的工序,并在两条以上的多个生产线上进行使用挤压成形机来制作成形体的工序以后的工序。
这种情况下,通过上述搬运装置所具有的分配机构,来适时地向各生产线分配和供给湿润混合物。
实施例
下文中,在使用了本发明的搬运装置的蜂窝结构体的制造方法中,对在上述搬运装置中将湿润混合物保管固定时间后使用挤压成形机来制作预定形状的成形体的情况下的、搬运装置(储藏部)中的保管时间与成形压力(MPa)之间的关系进行了评价。
再者,在各实施例中,成形速度设定为4000mm/min,为了能够以该成形速度成形蜂窝成形体,对成形压力进行了调整。
(实施例1)
将平均粒子直径为10μm的α型碳化硅粉末250kg、平均粒子直径为0.5μm的α型碳化硅粉末100kg、以及有机粘合剂(甲基纤维素)20kg混合,调制出混合粉末。
然后,另将润滑剂(日本油脂公司制ユニル一ブ)12kg、增塑剂(甘油)5kg、以及水65kg混合,调制出液体混合物,使用湿式混合机将该液体混合物和混合粉末混合,调制出湿润混合物。
另外,在此调制出的湿润混合物的水分含有量为14重量%。
然后,使用图1所示的本发明的搬运装置,将该湿润混合物搬运至挤压成形机。再者,图1所示的搬运装置虽具有分配机构,但在本实施例中,不使用分配机构,通过带式输送机将从放入口34放入的湿润混合物搬运至储藏部31A。
然后,在储藏部31A中,将湿润混合物保管1小时,然后放入到设在储藏部31A正下方的挤压成形机的原料放入口中。
再者,即将放入挤压成形机之前的湿润混合物的水分含有量为13.5重量%。然后,通过挤压成形,制作出图6所示形状的成形体。再者,本实施例中的成形压力为9.0MPa。
然后,在使用微波干燥机等将上述生成形体干燥之后,将与上述湿润混合物相同组成的封闭材料糊状物填充到预定的贯通孔中。
接着,再次使用干燥机干燥以后,在400℃下进行脱脂,在常压的氩气气氛中在2200℃下进行三小时的烧制,由此,制造出如下的由碳化硅烧结体构成的蜂窝烧制体:气孔率为40%、平均气孔直径为12.5μm,蜂窝烧制体的大小是34.3mm×34.3mm×150mm,贯通孔的数量(贯通孔密度)是46.5个/cm2,贯通孔壁的厚度为0.20mm。
使用具有耐热性的密封材料糊状物将多个蜂窝烧制体粘接在一起,然后在120℃下干燥,接着,使用金刚石切割机进行切断,由此制作出密封材料层(粘接剂层)的厚度为1mm的圆柱状的蜂窝块,其中上述密封材料糊状物含有:30重量%的平均纤维长度为20μm的氧化铝纤维、21重量%的平均粒子直径为0.6μm的碳化硅粒子、15重量%的硅溶胶、5.6重量%的羧甲基纤维素和28.4重量%的水。
然后,将作为无机纤维的23.3重量%的硅酸铝纤维(平均纤维长度为100μm、平均纤维直径为10μm)、作为无机粒子的30.2重量%的平均粒子直径为0.3μm的碳化硅粉末、作为无机粘合剂的7重量%的硅溶胶(溶胶中的SiO2的含有率为30重量%)、作为有机粘合剂的0.5重量%的羧甲基纤维素、以及39重量%的水混合、混匀,调制出密封材料糊状物。
然后,使用上述密封材料糊状物,在蜂窝块的外周部形成厚度为0.2mm的密封材料糊状物层。然后,将该密封材料糊状物层在120℃下干燥,制作出在外周上形成有密封材料层(涂层)的直径143.8mm×长度150mm的圆柱状的蜂窝结构体。
(实施例2~4)
除了使搬运装置(储藏部)中的保管时间为表1所示的时间外,使用与实施例1相同的方法来制造出蜂窝结构体。
在各个实施例中,在挤压成形时需要有一并表示在表1中的成形压力(MPa)。
(参考例1、2)
除了使搬运装置(储藏部)中的保管时间为表1所示的时间外,使用与实施例1相同的方法来制造出蜂窝结构体。
在各个实施例中,在挤压成形时需要有一并表示在表1中的成形压力(MPa)。
表1
  储藏时间   成形压力(MPa)
  实施例1   1   9.0
  实施例2   4   6.0
  实施例3   8   7.0
  实施例4   10   8.5
  比较例1   0   10.0
  比较例2   12   11.0
从表1所示结果可知,在进行挤压成形之前,通过将湿润混合物在搬运装置(储藏部)中保管大约1~10小时,能够减小成形压力。
并且,特别是通过使保管时间为大约4~8小时,能使成形压力减小到7MPa以下。
这样,通过减小挤压成形时的成形压力,能减小成形不合格的发生率,而且挤压成形用模具不易磨损,能够延长模具的寿命。
另一方面,在如参考例1那样没有将湿润混合物临时保管在搬运装置(储藏部)中的情况下,或者在如参考例2那样以超过10小时的长时间保管湿润混合物的情况下,都需要增大挤压成形时的成形压力(10MPa以上)。
另外,从这些结果中可以知道,在搬运装置中临时保管的时间优选为大约1~10小时。
上述实施例以及参考例中,造成这样的结果的原因被认为是因为:在如实施例那样将湿润混合物在搬运装置(储藏部)内保管一定时间的情况下,湿润混合物被冷藏熟化,通过该冷藏熟化,甲基纤维素膨润,提高了碳化硅粒子之间的润滑性。
但是,若如参考例2那样保管时间过长,则湿润混合物会部分干燥,降低了成形性,其结果为导致成形压力上升。

Claims (8)

1.一种搬运装置,其特征在于,
上述搬运装置具有:储藏部,其用于临时保管湿润混合物;和搬运部,其具有搬运上述湿润混合物的输送机。
2、根据权利要求1所述的搬运装置,其特征在于,
上述搬运装置具有将上述湿润混合物分配给不同的搬运目的地的分配机构。
3、根据权利要求2所述的搬运装置,其特征在于,
上述分配机构设在上述储藏部和/或搬运部处。
4、根据权利要求1至3中的任一项所述的搬运装置,其特征在于,
上述搬运部由壳体和配设在上述壳体内的带式输送机构成。
5、一种蜂窝结构体的制造方法,其是这样的蜂窝结构体的制造方法:在进行将含有湿式混合后的无机粉末的湿润混合物搬运至挤压成形工序的搬运工序之后,通过挤压成形,来制作出大量贯通孔隔着贯通孔壁在纵长方向上并列设置的柱状的蜂窝成形体,并烧制上述蜂窝成形体,制造出由蜂窝烧制体构成的蜂窝结构体,其特征在于,
上述搬运工序中,使用搬运装置来将上述湿润混合物搬运至挤压成形机,上述搬运装置具有:储藏部,其用于临时保管上述湿润混合物;和搬运部,其具有搬运上述湿润混合物的输送机。
6、根据权利要求5所述的蜂窝结构体的制造方法,其特征在于,
上述搬运装置具有将上述湿润混合物分配到不同的挤压成形工序的分配机构。
7、根据权利要求6所述的蜂窝结构体的制造方法,其特征在于,
上述分配机构设在上述储藏部和/或上述搬运部处。
8、根据权利要求5至7中的任一项所述的蜂窝结构体的制造方法,其特征在于,
上述搬运部由壳体和配设在上述壳体内的带式输送机构成。
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